[發明專利]一種小型化航空高壓電機控制器

有效

• 申請號: 202010553642.X
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111769766B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 楊偉龍;王超;李青蒙;包勝;劉劍飛
• 申請（專利權）人: 新鄉航空工業(集團)有限公司;中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02P6/182;H02P25/18;H02P25/026;H02M1/14;H02P27/08;H02H11/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種小型化航空高壓電機控制器，包括直流濾波電路、電源外場可更換模塊、功率外場可更換模塊和控制外場可更換模塊，功率外場可更換模塊包括軟開啟電路、三相全橋驅動電路和逆變濾波電路；控制外場可更換模塊包括CPU電路、軟開關控制電路、PWM控制電路、保護電路、反電勢過零檢測電路、霍爾采集電路、維護通信電路、信息存儲電路、電壓采集及調理電路、電流采集及調理電路，本發明能夠實現電機控制器長時間可靠運行，可以減少產品的體積重量，提升產品效率和功率密度，完成產品小型化、集成化的設計目標，同時能兼有良好的電磁兼容性，可滿足不同功率等級電機的驅動控制需求，適用于對尺寸、重量和使用環境要求高的航空航天領域。

技術領域

本發明涉及航空機電控制技術領域，尤其涉及一種小型化航空高壓電機控制器。

背景技術

目前在汽車、電子和航空航天領域，電機驅動控制技術應用廣泛，現有的技術方案大多數采用了傳統的半導體Si基器件搭建主功率逆變橋，這些硅基MOSFET、IGBT產品，一定程度上改善了電機驅動控制產品的特性，但Si基半導體產品使用中仍然存在一些無法解決的問題。典型問題如下：

1、耐溫等級較低，無法適應較高的環境溫度，應用場合受限，溫度可靠性低。

2、擊穿場強低、夾斷電壓低，導致器件的耐壓等級較低，承受電壓沖擊能力弱，失效概率相對較大，無法在高壓大功率的產品中使用。

3、半導體器件導通損耗與其擊穿場強成反比，在相同的功率等級下，Si基器件導通損耗比新型功率器件大很多，隨著溫度升高，其導通損耗會進一步增大，相較于新型功率器件、傳統Si基器件的溫度特性較差。

4、Si基器件導熱系數較低，飽和電子溫漂率低，無法提高工作頻率，不利于改善負載控制特性。

為解決上述問題，需要采用新型功率器件，實現電機驅動控制領域產品的跨越式發展。

發明內容

本發明的目的：發明一種基于新型功率器件的小型化航空高壓電機控制器，以解決目前產品無法持續高溫工作、損耗大、效率低、體積重量大、可靠性低的技術問題。

本發明的技術方案：

一種小型化航空高壓電機控制器，包括直流濾波電路、電源外場可更換模塊、功率外場可更換模塊和控制外場可更換模塊，

所述的功率外場可更換模塊包括軟開啟電路、三相全橋驅動電路和逆變濾波電路；

所述的控制外場可更換模塊包括CPU電路、軟開關控制電路、PWM控制電路、保護電路、反電勢過零檢測電路、霍爾采集電路、維護通信電路、信息存儲電路、電壓采集及調理電路、電流采集及調理電路；

所述的直流濾波電路與所述的電源外場可更換模塊以及軟開啟電路連接，所述的電源外場可更換模塊與控制外場可更換模塊連接，給控制外場可更換模塊供電，所述的軟開啟電路分別與三相全橋驅動電路以及軟開關控制電路連接，所述的三相全橋驅動電路分別與逆變濾波電路、保護電路以及PWM控制電路連接，所述的逆變濾波電路分別與保護電路以及反電勢過零檢測電路連接，所述的軟開關控制電路、PWM控制電路、保護電路、反電勢過零檢測電路、霍爾采集電路、維護通信電路、信息存儲電路、電壓采集及調理電路、電流采集及調理電路均與CPU電路連接。

所述的直流濾波電路與外部的270V直流電源連接。

所述的逆變濾波電路以及霍爾采集電路均與被控制的電機連接。